6.2 焊接
6.2.1 焊接人员及施焊应符合下列要求:
1 焊工应按焊接施工方案或焊接作业指导书的规定进行施焊。
2 局部返修一次且返修率超过20%的焊工,应停止上岗操作。
3 焊工所焊的每条焊缝应做出标记并填写焊工焊接记录图表。记录图表应包括天气、日期、坡口状况、焊接材料、预热温度、焊接部位等内容。
6.2.2 焊接设备应符合下列要求:
1 烘焙及保温设备的加热、测温、控温性能,应符合使用和产品质量的要求。
2 手工电弧焊机、电渣焊机、埋弧焊机等焊接设备,应放置在设有防雨、雪措施的电焊机房内,房内地线应统一铺设,接线应正确,设备机壳接地应可靠,焊机和电缆宜进行统一编号。
3 二氧化碳气体保护焊所用的二氧化碳气瓶应装有预热干燥器。
4 焊接设备、烘焙及保温设备,应定期进行检查,电压、电流应稳定正常。发现异常情况应停止使用,并应进行维修。
5 焊接设备电缆破损处应进行绝缘保护。
6.2.3 焊接材料管理应符合下列要求:
1 焊材应无生锈、变质、药皮脱落、龟裂、污损等。
2 焊材烘焙应符合下列要求:
1)管理人员应按施焊所需的焊条、焊丝、焊剂、熔嘴和药芯焊丝等焊材的品种、规格及所需的数量,并根据产品说明书及有关工艺文件的规定进行烘焙。
2)待烘焙的焊条应按品种、规格放入高温烘箱内,逐步升温到规定的温度和时间。低氢型焊条烘焙温度应为350℃~380℃,达到此温度后应保温1h~2h,并应降温至100℃~150℃后放入恒温桶内保存。保存温度低于100℃时,应重新烘焙。
3)烘焙后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h时,应重新烘焙,焊条重复烘焙次数不宜超过两次。
4)酸性焊条应根据其受潮情况进行烘焙,当需要烘焙时,烘焙温度应为150℃~200℃,恒温应为1h~2h。恒温贮存时间短且包装良好时,使用前可不再烘焙。
5)焊剂可回收再次烘焙,重复次数不应超过两次。
3 焊材烘干时,不得成堆或成捆进行烘烤,应呈层状烘烤,宜为1层~3层。
4 应按焊接部位规定的焊条品种、规格、牌号及数量发放,并应记录焊接部位、发放品种、规格、牌号及数量、发放时间、领取人等。
5 焊工应配备焊条恒温桶并随身携带,焊条发放数量应根据恒温桶的容量确定。施焊中,不得将焊条放在地上或潮湿处。当天领用的焊条宜当天用完,有剩余焊条时,应当天退回干燥房,并应在烘焙箱内恒温保存,不应露天存放,不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和锈蚀的焊丝。
6 焊接材料的选用应符合设计文件的规定。设计无规定时,安装现场选用焊接材料应按本规范附录A进行选择,并应符合下列要求:
1)应根据母材化学成分、力学和焊接性能,并结合焊缝坡口的形式、焊接方法、工作环境等选用合适的焊接材料,必要时通过工艺试验确定。
2)专用炉壳钢板的焊接材料可按本规范附录A的规定采用。
3)低合金钢宜采用低氢型焊条。
6.2.4 焊接环境应符合下列要求:
1 焊接作业区环境温度低于0℃时,应将构件焊接区各方向2倍~3倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材加热到20℃以上的温度后再施焊。
2 作业区相对湿度大于90%时,不得进行施焊。
3 手工电弧焊安装现场风速大于8m/s、气体保护焊及药芯焊丝电弧焊安装现场风速大2m/s时,应设防风棚及其他防风技术措施。制作车间内的焊接作业区,有穿堂风或鼓风机鼓风时,也应设挡风装置。具体防风方案应由施工单位制定,并应报监理单位确认后再实施。
4 当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿措施。
5 焊接过程中应记录天气、温度、湿度和风速等。
6.2.5 壳体类工艺钢结构的焊接,应符合下列要求:
1 工厂制作可采用手工电弧焊、气体保护焊等,拼接对接焊缝宜采用埋弧自动焊。
2 安装现场焊接可采用手工电弧焊、气体保护焊、电渣焊、自保护焊、埋弧自动焊、气电立焊等。
6.2.6 焊接工艺评定应包括下列内容:
1 首次使用的钢种、焊接材料或改变焊接材料类型、焊接方法、焊接热处理工艺。
2 设计规定的钢材类别、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理工艺,以及施工单位所采用的焊接工艺参数、预热措施等各种参数的组合。
3 采用电渣焊或气电立焊进行焊接。
6.2.7 焊接工艺评定的试件,应交由具有法定或国家认可检测资质的检测机构进行试验检测,并应在检测合格后再进行焊接作业。
6.2.8 焊接工艺指导书或焊接方案、工艺卡等应包括下列内容:
1 焊接方法。
2 母材的牌号、厚度及其他相关尺寸。
3 焊接材料型号、规格。
4 焊接接头形式、坡口形状及尺寸允许偏差。
5 夹具、定位焊、衬垫的要求。
6 焊接电流、焊接电压、输入焊接线能量、焊接顺序、焊接速度、焊接层次、清根要求等焊接工艺参数。
7 预热温度及层间温度范围。
8 后热、焊后消除应力处理工艺。
9 检验方法及质量合格标准。
6.2.9 高炉、热风炉、炼铁熔融还原炉等外壳,框架结构中的柱、梁等的焊接工艺评定,应符合设计文件、国家现行标准《钢制压力容器焊接工艺评定》JB 4708和《炼铁机械设备工程安装验收规范》GB 50372的有关规定。
6.2.10 高炉、热风炉、炼铁熔融还原炉正式焊接前,焊接设备及其附属装置均应进行调整和试运转,焊工及焊接设备应进行模拟试验,并应符合焊接工艺的要求。
6.2.11 焊接工艺应符合下列要求:
1 坡口形式和尺寸应符合设计文件和国家现行标准《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》GB/T 985.1、《埋弧焊的推荐坡口》GB/T 985.2和《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81的有关规定。手工电弧焊、自保护焊、埋弧焊焊缝的坡口两侧各10mm~20mm,电渣焊、自动立焊焊缝坡口两侧各40mm~50mm范围内,应清除铁锈、油脂、积水、积雪和其他污物。
2 电渣焊和气电立焊的坡口形式和尺寸,宜符合图6.2.11的规定。
图6.2.11 电渣焊和气电立焊缝坡口形式和尺寸
3 上升、下降管、三通管及其他大直径卷焊钢管、除尘器壳体的钢板纵、横两方向的对接焊缝应采用T形交叉,交叉点的间距不得小于200mm。五通球赤道带的钢板不宜拼接。赤道带与上、下极带钢板的对接焊缝应采用T形交叉,交叉点的间距不得小于100mm。
4 构件组对后,应检查组对构件的形状、位置及坡口对口间隙、错边量。坡口表面应无裂纹、夹层、夹渣等缺陷。坡口组装间隙大于4mm处,应在坡口单侧或双侧堆焊。错边量大于4mm处,应做出标记,焊接时应平缓过渡。
5 定位焊应由符合本规范第6.1.6条规定的焊工施焊,定位焊所用的焊接材料及焊接质量,应与正式焊接相同。定位焊长度和间距应根据母材的厚度、结构型式及拘束度确定。焊缝的厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3。炉壳定位焊可设置在浅坡口的一侧,长度应为200mm~500mm,间距应小于1000mm,炉壳定位焊宜多人、对称、同时焊接,定位焊的预热热温度不应低于正式焊接的预热温度。
6 厚钢板焊接应控制层间温度,层间温度不得低于预热温度,并应连续施焊。
7 需刨平顶紧的接触部位,应经质量检查部门检验合格后再施焊。
8 组装时,应将待焊接工件固定,并应牢固可靠。
9 施焊前应复查组装质量、定位焊质量和焊接部位的清理情况,并应符合国家现行标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81的有关规定。
10 焊缝以外的母材上严禁打火、引弧。T形接头、十字接头、角接接头和对接接头的主焊缝两端,应设置引弧板和引出板,其材质、焊接工艺参数、坡口形式应与被焊焊件相同,严禁使用其他材质的材料充当引弧板和引出板,应防止地线、电缆线、焊钳等与焊件起弧,焊件上电弧擦伤处的弧坑应修磨平滑过渡,修磨的深度不应大于焊件厚度的5%,且不应大于2mm。
11 引弧板和引出板的尺寸及焊缝引出长度,应符合表6.2.11的要求。
表6.2.11 引弧板和引出板的尺寸及焊缝引出长度(mm)
12 多层焊应符合下列要求:
1)厚钢板坡口焊接应采取多层多焊道焊接法。多层多焊道焊接接头宜错开50mm以上。在进行多层多焊道手工焊接时,应采用分段、分层、退步反向、对称焊法。
2)厚钢板多层焊应连续施焊,每一焊道焊接完后,应及时清理焊渣及表面飞溅物,发现影响焊接质量缺陷时,应清除后再焊。
3)在连续焊接过程中,应控制焊接区母材的温度。遇有中断施焊的情况,应采取适当的保温措施,再次焊接时,重新预热温度不应低于规定的预热温度。
4)坡口底层焊道采用手工电弧焊时,宜使用直径不大于4mm的焊条施焊,底层根部焊道最小尺寸应适宜,最大厚度不宜超过6mm。
13 框架箱形柱、梁总装配后焊接,应先焊内部隔板与翼板和腹板的焊缝、后焊翼板与腹板4条主焊缝。4条主焊缝宜采用手工电弧焊或二氧化碳气体保护焊,应从中间开始向两端分别同一方向延伸且分段退焊,并应对称施焊。
14 炉壳体应先焊内侧焊缝再焊外侧焊缝,并应先焊各圈(带)立焊缝、后焊横焊缝,应由多名焊工均布圆周,并应采用对称反向、多层多焊道、分段退焊的方法进行焊接。
15 炉底板的焊接宜从圆中心部向圆周径向延伸的顺序焊接。横焊缝应由多名焊工从中间向两端方向采用分段跳焊、对称反向、多层多焊道的焊接方法施焊。炉底板与环板应由多名焊工均布圆周,并应采用对称反向、多层多焊道、分段退焊的方法进行焊接,宜先焊底板后焊环板。
16 高炉、熔融还原炉下部框架箱形柱对接焊缝,宜先焊内侧、后焊接外侧,并宜对称施焊。
17 炉壳上临时开设的人孔复原封闭焊接、炉壳上的法兰短管,宜对称焊接。长焊缝应分段退焊或跳焊。
18 壳体结构件开孔处与管道或短管的焊接,应采用与主体材料成分和性能相同或相近的低氢型焊条。
6.2.12 焊接预热、后热和消除应力处理,应符合下列要求:
1 焊接预热温度应根据焊接接头坡口形式、尺寸、钢材类别、钢板厚度、构件拘束条件、熔敷金属扩散氢含量、焊接热输入量大小、接头热传导条件,以及环境温度等因素综合确定或通过工艺评定确定。手工电弧焊焊接板厚大于50mm的碳素钢结构钢、板厚大于36mm的低合金结构钢的预热温度,宜为100℃~150℃。炉壳专用钢的预热温度应通过工艺评定确定。
2 焊接预热宜采用电加热器伴随预热,特殊情况下可采用煤气、丙烷等气体火焰均匀预热。预热应在施焊部位背面实施。预热区应在焊接坡口两侧,每侧宽度应为焊件施焊处厚度的2倍~3倍,且不应小于100mm。预热温度宜在施加预热部位的背面测量。测温点应在焊道两侧各50mm处,可用测温笔或远红外线测温仪等测温仪器具进行测温。当用火焰加热器预热时,正面测温应在加热停止后进行。
3 炉壳上附件及临时工具、卡具,焊接前预热要求,应符合本规范第6.2.12条第1款和第2款的规定,可采用火焰预热。
4 根据接头热传导条件选择预热温度,且其他条件不变时,T形接头应高于对接接头的预热温度25℃~50℃。
5 手工电弧焊焊接板厚大于36mm的低合金结构钢,板厚大于50mm的碳素结构钢,板厚大于50mm炉壳,焊接后应进行后热处理。后热处理可利用电加热设备进行。后热处理温度应为200℃~350℃,保温时间应根据工件的板厚,按每25mm板厚不少于0.5h确定,总保温时间不得小于1h,达到保温时间后应缓冷至常温。
6 热风炉高温段焊后消除应力处理应符合设计文件的规定。消除应力处理应在无损检测合格后,且所有开孔及吊耳、卡具等附件焊接完后进行。安装现场焊接的焊缝局部消除应力处理,可采用热处理及其他有效的方法消除应力。热处理应符合国家现行标准《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》JB/T 6046和《钢制压力容器焊接规程》JB/T 4709的有关规定,热处理后的壳体不得再次进行施焊和切割。
7 高炉风口段在工厂按圆周分块制造时,组装和焊接风口法兰或风口后,应分别进行消除应力处理,并应符合设计文件的规定。设计无规定时,可采用热处理及其他有效的方法消除应力。热处理应符合本条第6款的规定。高炉风口段应分为数块组装件,运到安装现场后进行拼装和对接。对接焊缝可采用电渣焊、手工电弧焊等方法焊接,焊后均可不进行消除应力处理。
8 熔融还原炉对接立焊缝应采用热处理及其他有效方法消除应力。热处理应符合本条第6款的规定。
6.2.13 焊缝表面缺陷返修应符合下列要求:
1 气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷,应用砂轮打磨、铲凿等方法去除,并应进行补焊。
2 焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺陷,应进行补焊。
6.2.14 焊缝内部缺陷返修应符合下列要求:
1 应根据无损检测确定的位置和缺陷的深度,用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷。
2 缺陷为裂纹时,应查明原因,并应由焊接技术人员制定修补方案后再进行处理。
3 碳弧气刨前,应在裂纹两端钻裂孔,并应清除裂纹及两端各50mm的焊缝及母材。
4 清除缺陷应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10°的坡口,并应修整表面,应磨除气刨渗碳层,必要时应用渗透探伤或磁粉探伤方法确定是否彻底清除。
5 补焊应在坡口内引弧,熄弧时应填满弧坑。多层焊的焊层之间应错开,焊缝长度不应小于100mm,焊缝长度超过500mm时,应采用分段退焊法。
6 返修部位应连续施焊,中断焊接时,应进行后热和保温,再次焊接应进行外观检查。必要时可用磁粉或渗透探伤方法检查,并应在确认无裂纹后再继续施焊。
7 返修焊接预热温度应高于相同条件下正常焊接预热温度10℃~20℃。
8 补焊宜采用超低氢焊条焊接。必要时应进行后热处理。
9 焊缝正、反面应各作为一个部位,同一部位返修不宜超过两次。两次返修后仍不合格的部位,应重新制定返修方案,应经项目负责人审批并报监理工程师认可后实施。
6.2.15 碳弧气刨应符合下列要求:
1 碳弧气刨工应经培训合格后再上岗操作。
2 发现“夹碳”现象时,在“夹碳”边缘5mm~10mm处应重新起刨,所刨深度应比“夹碳”处深2mm~3mm;发生“粘渣”现象时,可用砂轮打磨。
3 低合金高强度钢及高炉专用钢,应用砂轮打磨刨槽表面,并应去除淬硬层后再进行焊接。
6.2.16 焊接检验应符合下列要求:
1 焊接检验应由焊接检查人员、无损检测人员负责。检查人员应按现行国家标准《炼铁机械设备工程安装验收规范》GB 50372、设计文件及焊接工艺作业指导书进行全面检查和监督。
2 焊接过程中应检查焊接工艺的执行情况,发现偏差应及时纠正。
3 所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查。屈服强度大于或等于235MPa,且小于420MPa钢材的焊缝,焊接完毕24h后的检查结果应作为验收依据。屈服强度大于420MPa的钢材焊缝,焊接完毕48h后的检查结果应作为验收依据。
4 坡口形状及打磨光洁度应进行检查,发现裂纹应进行处理并做好记录。
5 焊缝外观检查宜用目测,裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照下进行,必要时,应用磁粉探伤或渗透探伤检查。磁粉探伤检测方法及质量评定,应符合国家现行标准《无损检测 焊缝磁粉检测》JB/T 6061的有关规定。渗透探伤检测方法及质量评定,应符合国家现行标准《无损检测 焊缝渗透检测》JB/T 6062的有关规定。焊缝外观检查有裂纹时,应对该批同类焊缝全部进行检查。焊缝外观尺寸的测量应用量具、卡规等。
6 大直径卷焊钢管对接焊缝内部质量采用超声波检测合格后,可不再进行煤油渗漏试验。采用多层多焊道焊接时,宜进行煤油渗漏试验。渗漏试验应在焊缝能够检查的一面清理干净并涂上白粉浆,晾干后应在焊缝另一面涂上煤油,应使表面充分浸润30min后,检查涂白粉的表面无油渍为合格。经试验后,发现焊缝有煤油渗漏现象时,应进行修补。
7 用于吊装炉壳的吊耳与炉壳焊接的角焊缝焊接,应进行磁粉探伤或渗透探伤检验,并应无裂纹。
8 焊缝内部质量超声波检测部位应符合下列要求:
1)接头的丁字焊缝。
2)截面改变处及管道交叉处。
3)在外观检验有异议处或检验人员指定的部位。
6.2.17 高炉和熔融还原炉框架、桁架类工艺钢结构对接焊缝质量,应符合设计文件的规定。设计无规定时,对接焊缝内部质量,应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345中有关B类Ⅲ级及Ⅲ级以上的规定。外观质量应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205中有关二级的规定。
6.2.18 高炉、热风炉、五通球、熔融还原炉壳体工艺钢结构对接焊缝内部质量,应符合设计文件的规定。设计无规定时,对接焊缝内部质量,应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345中有关B类Ⅱ级的规定。外观质量应符合现行国家标准《炼铁机械设备工程安装验收规范》GB 50372的有关规定。
6.2.19 其他壳体及T形对接与角接组合焊缝内部质量,应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345中有关B类Ⅲ级的规定;外观质量应符合现行国家标准《炼铁机械设备工程安装验收规范》GB 50372的有关规定。
6.2.20 炉底水冷管对接焊缝内部质量,应符合设计文件的规定。设计无规定时,对接焊缝内部质量应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB 3323中有关B类Ⅱ级的规定;外观质量应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236中有关焊缝质量分级标准Ⅱ级的规定。
6.2.21 大直径卷焊煤气钢管对接焊缝质量应符合设计文件的规定。设计无规定时,对接焊缝内部质量应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB 3323中有关B类Ⅲ级的规定;外观质量应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236中有关焊缝质量分级标准Ⅲ级的规定。
6.2.22 大直径卷焊钢管、炉体冷却设备短管法兰焊缝质量,应符合设计文件的规定。设计无规定时,宜进行煤油渗漏试验,并应无渗漏。外观质量应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236中有关焊缝质量分级标准Ⅲ级的规定。